Les usines de recyclage du PET comportent de nombreux équipements de traitement essentiels, reliés par des systèmes de convoyage pneumatiques et mécaniques. Les arrêts de production dus à une mauvaise conception du système de transmission, à une utilisation incorrecte des composants ou à un manque d'entretien sont inacceptables. Renseignez-vous. #MeilleuresPratiques
Tout le monde s'accorde à dire que produire des articles à partir de PET recyclé (rPET) est une bonne chose, mais fabriquer des pièces de haute qualité à partir de matières premières relativement hétérogènes, comme les bouteilles PET post-consommation, n'est pas chose aisée. Les équipements de traitement complexes (tri optique, filtration, extrusion, etc.) utilisés dans les usines de rPET pour y parvenir ont fait l'objet d'une attention considérable, et à juste titre. Malheureusement, les systèmes de transport qui acheminent les matériaux entre ces équipements sont parfois ajoutés après coup, ce qui peut entraîner des performances globales sous-optimales de l'usine.
Dans une opération de recyclage du PET, c'est le système de convoyage qui relie toutes les étapes du processus – il doit donc être conçu spécifiquement pour ce matériau.
Le bon fonctionnement de votre usine commence par une conception de qualité, et tous les équipements de transfert ne se valent pas.convoyeurs à visLes convoyeurs pneumatiques qui ont si bien fonctionné sur les lignes de production de copeaux au cours de la dernière décennie risquent d'être sous-dimensionnés et de tomber rapidement en panne sur les lignes de production de flocons. Un convoyeur capable de transporter 4 500 kg/h de copeaux pourrait ne pouvoir en transporter que 1 800 kg/h. Une erreur fréquente consiste à ne pas respecter les consignes de conception spécifiques à la manutention des matériaux recyclés.
Un convoyeur pneumatique capable de déplacer 10 000 lb/h de copeaux peut ne pouvoir déplacer que 4 000 lb/h de copeaux.
L'idée principale à retenir est que la faible densité apparente des paillettes de PET réduit la capacité réelle du système de transfert par rapport à la densité apparente plus élevée des matériaux granulaires. Les paillettes ont également une forme plus irrégulière. De ce fait, l'équipement de traitement des feuilles est généralement assez volumineux. Un convoyeur à vis pour granulés de PET peut avoir un diamètre deux fois plus petit et consommer les deux tiers de la puissance du moteur d'un convoyeur à vis conçu pour les paillettes. Un système de transfert pneumatique capable de déplacer 2720 kg/h de granulés sur un segment de 7,6 cm (3 pouces) est nécessaire. Le diamètre de la conduite doit être de 8,9 cm (3,5 pouces). Des rapports solides/gaz allant jusqu'à 15:1 peuvent être utilisés pour les granulés, mais il est préférable d'utiliser un rapport maximal de 5:1 pour les paillettes.
Peut-on utiliser la même vitesse d'aspiration d'air pour le transport de paillettes afin de manipuler des particules de forme uniforme ? Non, elle est trop faible pour permettre un mouvement régulier des paillettes. Dans le silo de stockage, le cône à 60° qui facilite l'écoulement des particules doit être remplacé par un cône à 70° plus haut pour les paillettes. Selon la taille du silo, il peut être nécessaire de l'activer pour permettre l'écoulement des paillettes. La plupart de ces « règles » sont établies par tâtonnement ; il est donc conseillé de faire appel à des ingénieurs expérimentés dans la conception de procédés spécifiques aux paillettes de rPET.
Certains systèmes de glissement traditionnels pour produits en vrac ne sont pas adaptés aux comprimés en flacons. La sortie du silo présentée ici est assistée par une vis inclinée qui brise les ponts et décharge les flocons dans un sas rotatif pour une alimentation fiable et stable du système de transport pneumatique.
Une bonne conception du système de convoyage ne garantit pas sa fiabilité. Pour obtenir des performances fiables, les composants du système de transport doivent être spécifiquement conçus pour les flocons de rPET.
Les vannes rotatives qui alimentent un système de distribution sous pression ou toute autre partie du processus en flocons doivent être robustes pour résister à des années d'utilisation intensive en raison des flocons irréguliers et de tous les autres contaminants qui les traversent. Les boîtiers et les rotors en acier inoxydable moulé robuste coûtent certes plus cher que les modèles en tôle plus fine, mais ce surcoût est compensé par la réduction des temps d'arrêt et des coûts de remplacement du matériel.
Les paillettes de PET recyclé diffèrent des paillettes de PET par la forme de leurs particules ou leur densité apparente. Elles sont également abrasives.
Les rotors des vannes rotatives conçues pour les lamelles doivent avoir un rotor en forme de V et une « raclette » à l'entrée afin de réduire le broyage et le colmatage. Des embouts flexibles sont parfois utilisés pour pallier les problèmes de broyage, mais ceux-ci nécessitent un entretien constant et introduisent également de petits fragments de métal dans le processus, ce qui peut créer des problèmes en aval.
En raison du caractère abrasif des particules, les coudes des systèmes de transport pneumatique posent souvent problème. Le système de transport de tôles fonctionne à une vitesse relativement élevée, et la tôle glissant le long de la surface extérieure du coude traverse un tube en acier inoxydable de grade 10. Différents fournisseurs proposent des coudes spécifiques qui minimisent ce problème, et qui peuvent même être fabriqués par des entreprises de génie mécanique.
L'usure se produit au niveau des coudes réguliers à grand rayon lorsque des particules abrasives glissent à grande vitesse le long de la surface extérieure. Il est conseillé d'utiliser le moins de coudes possible, et éventuellement des coudes spéciaux conçus pour réduire cette usure.
L'élaboration et la mise en œuvre d'un plan de maintenance pour le système de convoyage d'une usine constituent l'étape finale, car de nombreuses pièces mobiles entrent en contact direct avec des particules irrégulières et des contaminants. Malheureusement, la maintenance planifiée est souvent négligée.
Certains sas rotatifs sont équipés de joints d'arbre nécessitant un resserrage constant pour éviter les fuites. Privilégiez les vannes à joints d'arbre labyrinthes et à roulements externes ne nécessitant pas d'entretien régulier. Lors d'applications sur tôles, il est souvent nécessaire de purger le joint d'arbre avec de l'air comprimé propre. Assurez-vous que la pression de purge du joint d'arbre est correctement réglée (généralement environ 5 psig au-dessus de la pression de refoulement maximale) et que l'air circule effectivement.
L'usure des rotors de vannes rotatives peut entraîner des fuites excessives dans les systèmes de distribution sous pression positive. Ces fuites réduisent le débit d'air dans la conduite, diminuant ainsi la capacité globale du système. Elles peuvent également provoquer des pontages avec la trémie située au-dessus du sas rotatif ; il est donc important de vérifier régulièrement l'espace entre l'extrémité du rotor et le carter.
En raison des fortes concentrations de poussière, les filtres à air des installations de traitement du rPET peuvent se colmater rapidement avant que l'air de transport ne soit rejeté dans l'atmosphère. Assurez-vous du bon fonctionnement du manomètre différentiel et veillez à ce que l'opérateur le contrôle régulièrement. Les poussières de PET très légères et floconneuses peuvent obstruer la sortie du dépoussiéreur, mais un transmetteur de niveau élevé placé sur le cône de refoulement permet de détecter ces obstructions avant qu'elles ne causent des problèmes plus importants. Veillez à nettoyer régulièrement l'intérieur du dépoussiéreur à manches.
Cet article ne peut pas aborder toutes les règles empiriques relatives à la conception et à la maintenance fiables des systèmes de transfert dans les usines de rPET, mais vous comprendrez, nous l'espérons, qu'il existe de nombreux points à prendre en compte et que rien ne remplace l'expérience. Il est conseillé de suivre les recommandations des fournisseurs d'équipements ayant déjà manipulé des paillettes de rPET. Ces fournisseurs ont tiré des enseignements précieux de leurs expériences, vous évitant ainsi de les reproduire.
À propos de l'auteur : Joseph Lutz est directeur des ventes et du marketing chez Pelletron Corp. Il possède 15 ans d'expérience technique dans le développement de solutions de manutention de matériaux plastiques en vrac. Il a débuté sa carrière chez Pelletron au sein du département R&D, où il a acquis une connaissance approfondie de la pneumatique en laboratoire d'essais. M. Lutz a mis en service de nombreux systèmes de transport pneumatique à travers le monde et est titulaire de trois brevets de produits.
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Date de publication : 25 juillet 2022
